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改变阻燃剂需求和发展的主要因素(1)——环保

发布时间:2019-09-03 09-03 17:38 作者:康阜新材料

改变阻燃剂需求和发展的主要因素(1)——环保



当科技不断发展的时候,我们发现曾经很多被认为安全的材料也不再那么安全。此外,随着新的检测技术的发展,我们发现人造化学品与环境间的相互作用可能比我们想象到的要复杂得多。



历史上发生过一些比较重大的事件,如1952年英国伦敦的大烟雾以及近年来某些卤系阻燃剂在燃烧过程中产生的一些危害影响。



诸如此类的事件促使社会和科学在平衡技术和环境保护方面取得了巨大的进步和发展。有趣的是,污染物的检测技术远远超过了环境友好塑料和化学发展的进步,具体来说就是我们现在可以检测环境中的各种化学物质。由于这种能力,我们发现一些用作阻燃剂的化学品在环境中可能非常普遍,并且能够从一些阻燃复合材料中析出。



进一步的研究发现,一些阻燃剂可能具有持久性,生物累积性和毒性(PBT)。



这些PBT效应,以及注册化学品,已导致禁止某些溴化阻燃剂的使用。溴化二苯醚大部分已在美国和欧盟逐步停止使用,而另一种溴化阻燃剂六溴环十二烷也正在北美逐步淘汰。



2012年5月,芝加哥论坛报在美国出版了一篇范围广泛的文章,化学阻燃剂再次引起美国消费者团体和媒体的高度关注。报道指出,阻燃剂并没有有效地预防火灾引致的死亡,大量使用有害的化学阻燃剂反而引致消费者罹患癌症、神经功能障碍以及发育和生育能力受损等一系列问题。



阻燃剂实际上是一种应用“名称”,并不是一类明确的化学品。例如,矿物填料氢氧化镁确实起到阻燃剂的作用,但它也是一些用于医疗用途的抗酸剂中的活性成分。



因此,必须考虑每个化学结构的监管问题,而不是将所有可用作阻燃剂的化学品合并为一类进行监管。



阻燃剂的发展方向应该是在化学设计的早期就要考虑它们对环境的潜在影响。但这个做起来很难,因为预测新化学结构的PBT特性的许多环境化学模型在预测准确性方面很弱。



这里列出了一些作为未来阻燃剂研究和开发的指导原则,以尽量减少对环境负面影响的可能性。



1、设计可与聚合物共价键合的阻燃剂

这些可以是在聚合物制造期间与其他单体共聚的新单体或可以在后聚合加工期间共价反应的阻燃剂(例如 - 通过挤出接枝)。当阻燃剂与聚合物反应时,阻燃剂在其产品寿命期间进入环境的可能性大大降低,其生物累积的机会非常低。



2、设计具有高分子量且是聚合物的阻燃剂

这有两个目的。首先,大分子量聚合物不易被生物体进行生物累积,从而最大限度地降低了对环境的风险。第二个是这些聚合物开始时不太可能从主聚合物中迁移出来,因为聚合物/聚合物共混物往往是稳定的并且不易分离。


3、可持续发展角度设计阻燃剂

用于回收的聚合物中使用的阻燃剂应该在多次再研磨和重熔循环中研究热/水解稳定性和迁移潜力,并在重复循环过程后研究阻燃性。


用于焚烧的聚合物中的阻燃剂应通过燃烧过程进行研究,不仅要考虑烟雾毒性,还要了解可能需要清除的焚烧副产物。


用于填埋的阻燃聚合物应考虑用于水的耐久性和可能的生物降解,以确定在这些暴露期间阻燃剂是否来自聚合物,如果是这样,它是否会出现新的PBT问题。




当然,影响阻燃化学品发展最主要的还是监管、政策和法律法规。因此阻燃化学品在设计阶段就应该考虑到这些问题。


我们相信化学品PBT的预测模型也将继续改进,以便将来我们可以为模型提供新的化学结构供考虑,并且可以在进入商业之前消除未来考虑的危险化学品。





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